На столе – МГД-генератор

По страницам старых журналов

Пусть имеется поток свободных заряженных частиц (электронов, ионов).

mgdgenerator2

Если этот поток попадёт в область магнитного поля перпендикулярно силовым линиям, то на каждую заряженную частицу будет действовать сила Лоренца. Положительно заряженные частицы будут отклоняться в одну сторону, отрицательно заряженные – в противоположную. Если в нужных местах разместить два электрода, то на них будут скапливаться разноимённые заряды и возникнет ЭДС; а в проводнике, соединяющем электроды, пойдёт электрический ток. Получим источник электричества, в котором нет никаких движущихся, вращающихся механических частей, в отличие от других известных генераторов электрической энергии. Называется он: магнитогидродинамический генератор – МГД-генератор.

Майкл Фарадей в 1832 году пытался обнаружить ЭДС между электродами, опущенными в реку Темзу (в потоке речной воды есть ионы растворённых солей, движущиеся в магнитном поле Земли), но чувствительность измерительных приборов была слишком мала, чтобы обнаружить ЭДС.

В 1970-80- е годы возлагались большие надежды на создание промышленных МГД-генераторов, использующих плазму (поток ионизированного газа), велись многочисленные разработки, строились экспериментальные мгд-генераторы, но постепенно всё затихло.
Между тем, МГД-генераторы имеют свои достоинства: высокий КПД (следовательно, уменьшение загрязнения среды), большая мощность и компактность. Их используют сегодня для создания мощных импульсов электрического тока.

Размещаю полезную статью из журнала «Юный техник» (№1, 1982 г., с. 64-65) с описанием модели МГД-генератора. Демонстрация несложная и полезная на уроке (понятия: плазма, сила Лоренца, ЭДС). Описав установку и продемонстрировав явление возникновения тока, желательно попросить учеников объяснить явление. И только после этого рассказать о мгд-генераторе.

МГД-генератор, демонстрация 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
«Напомним вкратце назначение и принцип действия МГД-генератора. Это энергетическая установка, в которой тепловая энергия рабочего тела (электролита, жидкого металла или плазмы) преобразуется непосредственно в электрическую. Посмотрите, какую модель собрал изобретатель Н. Солодухин из города Шуи.
Для создания магнитного поля в модели используются десять школьных подковообразных магнитов, сложенных одноименными полюсами вплотную друг к другу. В средней части магниты скреплены двумя алюминиевыми пластинками. Пластинки соединены в трех местах (по краям и посередине) болтами и гайками. Ширина пластин 5 см, толщина — 1—2 мм. Концы пластин загнуты под прямым углом — так будет удобнее закрепить их в лапках школьных лабораторных штативов.
В качестве электродов используются две медные пластины длиной примерно 30 см, шириной 2 см и толщиной 2 мм. Верхние концы этих пластин также загнуты под прямым углом и закреплены в лапках штативов. К клеммам, установленным на электродах, подсоединен школьный демонстрационный гальванометр.
Источником плазмы служит обычная газовая горелка или бензиновая горелка Бартеля, дающая вертикальное пламя.
При подготовке к демонстрации установите электроды в промежутке между полюсами магнитов на расстоянии 1—2 мм друг от друга — так, чтобы силовые линии магнитного поля были параллельны плоскостям электродов. Горелку разогрейте до получения высокотемпературного пламени и подставьте под воздушный промежуток между электродами. Стрелка прибора начнет медленно отклоняться от нулевого положения, регистрируя силу тока приблизительно 0,15 мА. Эффект будет тем сильнее, чем сильнее магнитное поле.
Как объяснить в этом случае возникновение ЭДС? Дело в том, что пламя горелки представляет собой изкотемпературную плазму, состоящую из положительных и отрицательных ионов воздуха и продуктов сгорания газа (или бензина). Ионы двигаются вертикально вверх, перпендикулярно силовым линиям. В магнитном поле на каждый ион действует сила Лоренца, отклоняющая ион к электроду. Направление действия силы можно определить по правилу левой руки. В результате положительные ионы оседают на одном электроде (он становится катодом), а отрицательные на другом аноде). Поскольку электроды приобретают разноименный заряд, между ними возникает ЭДС.
Можно варьировать не только величину магнитного поля. Введение в плазму различных солевых или щелочных добавок также способно значительно увеличить ЭДС. А может быть, ребята, у вас возникнут свои собственные оригинальные идеи в связи с этой моделью.»

Ссылки:

МГД-генератор. Л. Ашкенази. «Квант», №11, 1980 г.

Напряжение плазменного смерча или просто – об МГД-генераторе. Андрей Касьян. «Двигатель», №6 (42), 2005 г.

МГД-гиперзвук: заманчивые перспективы

Самый простой в мире электродвигатель

google.com bobrdobr.ru del.icio.us technorati.com linkstore.ru news2.ru rumarkz.ru memori.ru moemesto.ru

Один ответ to “На столе – МГД-генератор”

  1. Из статьи «Лысенковщина в науке», Е.И.Гришанин, ведущий научный сотрудник ВНИИАМ, (Журнал «Атомная стратегия» № 28, февраль 2007 г.) http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=865

    Магнитный гидродинамический преобразователь тепловой энергии в электрическую (МГД-генератор)

    МГД предназначен непосредственно преобразовывать тепловую энергию в электрическую, т.е. без использования тепломеханического оборудования. Для реализации такого способа необходимо иметь рабочее тело в виде плазмы. Однако плазменное состояние, например, продуктов сгорания, наступает при очень высокой температуре. Поэтому предполагалось вводить в продукты сгорания ионизирующую добавку – K2SO4. При реализации такого технического решения встретились большие трудности из-за высокой температуры рабочего тела. Все экспериментальные каналы работали не более 1 секунды. За рубежом очень трезво оценили перспективы такого способа, и работы по МГД преобразователю были прекращены.

    В СССР сторонником МГД был академик Кириллин В.А., который был к тому же председателем (министром) Госкомитета по науке и технике и заместителем председателя Совета министров. Поэтому на МГД широкой рекой шло финансирование. Под это направление были построены новые корпуса для Института высоких температур, создана мощная экспериментальная база, а в Академии наук было организовано отделение плазмы, избраны пять академиков – точнее выделены пять новых вакансий. В СМИ регулярно подавалась информация, что вот-вот на Рязанской ГРЭС будет пущена МГД надставка. Сущность этого технического решения состояла в том, что в надставке с МГД каналом будет использоваться высокотемпературное тепло рабочего тела, а далее относительно холодные продукты горения будут использоваться в обычном паровом котле. Обещалось, что КПД такой комбинированной установки будет более 55%. Этой надставки нет и поныне. Все обещания забыты, растраченные средства списаны, единственная польза в том, что есть академики, члены-корреспонденты, доктора и кандидаты. В этом примере есть лженаучна идея, есть хорошие связи с правительством, есть обращение к СМИ, есть «вот-вот» всякие обещания. Слава богу, нет политических репрессий к оппонентам! Правда, оппонентов просто не было, все направление было вне критики. На опыте лысенковщины наука научилась помалкивать в таких случаях. Это направление представлялось замкнутой группой высокопоставленных чиновников от науки, авторитетных академиков, перечислять которых не имеет смысла, они все были на виду. Как и полагается для типичной лысенковщины, вся эта идея канула в лету. О ней активные разработчики стараются не вспоминать. Обещанное чудо не реализовалось.

    По устной информации, полученной от сотрудников Института высоких температур, МГД-направление с самого начало было бесперспективно, и это было известно руководителям этого направления. За напрасно растраченные средства и усилия многочисленного коллектива Института высоких температур спросить не с кого и не кем.

Оставьте комментарий